冶金传输原理热量传输试题库

1、第8章辐射换热题1、试分别计算温度为2000K和5800K的黑体的最大单色辐射力所对应的波长七。解：根据人 T = 2.8976 x 10-3 牝 2.9 x 10-3 m K，.2 9 x 10 -3T = 2000K时，X = 涵。 =1.45 pmT = 5800K时，Xm癸空=0.50 pm5800题2、试分别计算30C和300C黑体的辐射力。解：30C时，Eb1作1b100)=5.67 x(273+301100 /4=478W / m 2300C 时，Eb 2=5.67 x(273+3004=6122W / m 2题3、人体的皮肤可近似按灰体处理，假定人体皮肤温度为35C，发射率 =

2、 0.98,求 人体皮肤的辐射力。解：略(E = 500W / m 2)题4、液氧储存容器为下图所示的双壁镀银夹层结构。已知镀银夹层外壁温度Tw1 = 20OC,内壁温度Tw2 = -183OC，镀银壁的发射率 = 0.02,试求容器壁每单位面积的 辐射换热量。题4示意图液氧储存容器解：因为容器夹层的间隙很小，本题可认为属于无限大平行平板间的辐射换热问题。 先算得两表面的绝对温度Tw1 = 20 + 273 = 293KT = -183 + 273 = 90K容器壁单位面积的辐射换热量可用式(8.16)计算5.674 (T-W2-100(TW1100丁 1 + 1&5.67xL.934 0.9

3、4 ,=4.18W / m 2+1 0.02 0.02题5、在金属铸型中铸造镍铬合金板铸件。由于铸件凝固收缩和铸型受热膨胀，铸件和 铸型形成厚1mm的空气隙。已知气隙两侧铸型和铸件的温度分别为300C和600C,铸型和 铸件的表面发射率分别为0.8和0.67。试求通过气隙的热流密度。已知空气在450C时的人=0.0548W /(m - C )。解：由于气隙尺寸很小，对流难以发展而可以忽略，热量通过气隙依靠辐射换热和导 热两种方式。辐射换热量可用式(8.16)计算5.67q12(二100 )11 + 1 5.67 x(600+273V (300+273100 )11+ 1 0.67 0.8=15

4、400W / m 2计算0.0548(600 300) = 16400W / m 2导热换热量可用式(26.12)q = AT =x80.001通过气隙的热流密度=15400+16400=31800 W/m2题6、为了减少铸件热处理时的氧化和脱碳，采用马弗炉间接加热铸件。这种炉子有马弗罩把罩外的燃气与罩内的物料隔开，马弗罩如下图所示。已知马弗罩的温度T = 800C, 1罩内底架上平行放置一块被加热的1m长的金属棒材，棒材截面为50mmX 50mm,棒材表面发射率 = 0.70。试求金属棒材温度T = 400C时马弗罩对棒材的辐射换热量。 2燃气z 燃气I题6示意图马弗炉内加热物料示意图1马弗

5、罩；2一被加热物料解：由于棒材的面积较马弗罩的面积小得多，根据公式(见教材例8.2)Qw = 5.67 xex其中 A = 3 x 0.05 x 1 = 0.15m 2因此，当钢棒温度为400C时，所接受的辐射热为Qw=5.67 x 0.70 xf800+273丫100)f400+273丫x 兀 x 1 = 8910W（2）由于砖柱内表面与热风管外表面相接触，故2=甲21=1,按式（8.16）5.675计算=3.78C11 111 1+ 1 + 1 匕 820.8 0.8辐射换热为:Q12（ T、4 =5藏I(T V 100 /A5.675 x兀 x1.2x 2.5+ - 10.19 0.85

6、(950 + 273 )4(650+273丫*10=1.173 x105 w与(1)相比，辐射散热量减少了。题17、把一燃烧室简化为直径为1m,高2m的封闭空间，其平均壁温Tw = 800K，燃气平均温度T = 1300K, 8广0.149,s = 1。试确定燃气与燃烧室内 表面的辐射换热量。解：略(Q = 1.30 x 105W)题18、一电炉的电功率为1kw，炉丝温度为847C，直径为1mm。电炉的效率(辐射功率与电功率之比)为0.95，试确定炉丝应多长？解：略(/ = 3.39m)题19、设保温瓶的瓶胆可以看作直径为10cm、高位26cm的圆柱体，夹层抽 真空，夹层两内表面发射率均为0.

7、05 .试计算沸水刚注入瓶胆后，初始时刻水温 的平均下降速率。夹层两壁壁温可近似地取为100C和20C。解：由于夹层间隔很小，所以夹层两表面可以看作式面积相等的，则平 12*21=1，C导= 1 5.6751 =。.1455+1+181 8 20.05 0.05两内表面的辐射换热率为：12x 兀 x 0.1x 0.26(100 + 273 Y ( 20 + 273 )4=0.1455 x 100 ) I 100 )=0.251 W查附录得 100C 时，P= 958.4kg / m3, cp = 4.220kJ / kg -o C根据热平衡有Q = mc At因此At 12 =O*= 3 x

8、10一5。/ smcP -x0.12 x0.26x958.4x4.220 x 1034题20、两块相距很近的相互平行的大平板1和2,温度分别保持T1 = 577OC,T = 27OC。表面黑度分别为0.5, 0.7,试求单位面积辐射换热量Q.解：已知 T = 577。, T = 27。,匕=0.5点2 = 0.7, A = 1m2,则厂 C5.675。导= = 2.34 + -1 + -1 匕 8 20.5 0.7Q12 =2.34 x因此单位面积辐射换热率为:(100 )(577 + 273 V ( 27 + 273 =12025 W题21、冷藏瓶由真空玻璃夹层所组成，在夹层的量相对面上镀银，黑度为 0.05。内层壁的外径120mm，温度为0C；外层壁的内径为240mm,壁温为27C。 玻璃夹层高200mm。如果不计瓶口的导热损失，试求由于辐射换热冷藏瓶每小时 传热量。解：先求角系数甲=A2 = d =120 = 0.5，甲=1,所以12 A d 2402112r 1 .-1 甲_+1 + _-1 甲5.675n1221r 1 a-1 X 0.5 +1 +0.05 J、-1 X1 0.05 J0.192